2024年8月2-5日,第三十五届全国水动力学研讨会在黑龙江哈尔滨召开。本次会议由《水动力学研究与进展》编委会、中国力学学会、中国造船工程学会与哈尔滨工程大学联合主办,哈尔滨工程大学船舶工程学院、中国力学学会流体力学专业委员会水动力学专业组、中国造船工程学会船舶力学委员会、上海船舶与海洋工程学会流体力学专业委员会、上海中船编印社有限公司和水动力学全国重点实验室承办。来自英国剑桥大学、法国南特中央理工大学、上海交通大学、清华大学、浙江大学、天津大学、大连理工大学、中山大学、哈尔滨工程大学、中国船舶科学研究中心等高校和研究所300余名专家学者和青年学生参加会议。会议收到200多篇摘要,共设6个分会场。会议旨在促进水动力学跨学科的学术交流,为广大科研人员提供发表最新研究成果和交流研究信息。全国水动力学研讨会,至今已举办三十五届,已成为国内水动力学届最重要、最具影响力的学术会议。
在CMHL研究中心主任万德成教授的带领下,CMHL研究中心4位青年教师王建华副研究员、赵伟文博士、曹留帅博士、庄园博士,3位博士生李林杰、李敏、李一范,5位硕士生郭恩锴、李亮、杜烨鑫、曹可、聂浩男参加了本次会议。
【开幕式】
8月3日上午,在哈尔滨工程大学启航活动中心举行开幕式。开幕式由上海大学力学与工程科学学院卢东强教授主持,中国工程院院士吴有生、哈尔滨工程大学副校长韩端锋在开幕式致辞,随后举行了周培源水动力学奖颁奖典礼和JHD高被引论文奖的颁奖仪式。
周培源水动力学奖颁奖颁奖典礼中,评选委员会将2024年度第五届“周培源水动力学奖”一等奖授予了上海交通大学CMHL研究中心主任万德成教授,以表彰万老师在船舶与海洋工程计算水动力学领域取得的杰出成就和做出的卓越贡献,特别是对船海工程计算水动力学数值方法、软件研发和工程应用的奠基性研究,以及在自由面精确捕捉、精细化流场模拟、动态重叠网格技术和无网格MPS方法等方面的非凡工作。中国工程院院士、中国船舶科学研究中心名誉所长吴有生院士亲自给万德成教授颁发“周培源水动力学奖”一等奖证书。
【大会报告】
本次会议上,万德成教授应邀做了题为“舰船水-气-泡混合流数值模拟技术”的大会报告,主要介绍了CMHL研究中心近几年在水-气-泡混合流数值模拟中的研究工作,包括水-气-泡混合流现象及其特征表现,水气泡混合流的产生、演化机制和当前研究中典型的数值模拟手段,对未来水动力学自由面复杂流动、波浪破碎机理、水气泡混合流数值模拟方法及对船海结构物性能影响等方面研究提出展望。大会报告内容生动丰富,兼具前瞻性和启迪性。
剑桥大学、openFoam创始人之一Hrvoje Jasak教授应邀做了题为“A Note on Full-Scale Self Propulsion CFD Simulations in Naval Hydrodynamics: JoRes Project and Beyond”的大会报告。万德成教授与Jasak教授进行了深入探讨和交流,学术交流氛围非常浓厚。
【CMHL研究中心成员报告】
本次水动力学会议共有11个主题:试验和测试技术、水动力学基础、海洋工程、船舶工程、海洋工程CFD、船舶工程CFD、计算流体力学、水利水电、人工智能、仿生和空化,会议共设立6个分会场,119个分会场报告。
博士生李林杰做了题为“两层流体间内波的生成以及内波环境下潜艇的载荷研究”的学术报告,报告介绍了基于multiphaseInterFoam求解器模拟了两层流体间使用重力塌陷法生成的内波,并对内波的特性进行分析,然后再对3种潜深位置下SUBOFF潜艇的水平力、垂向力以及俯仰力矩进行研究。研究结果表明,multiphaseInterFoam可以生成理想内波,内波环境下潜艇所受水平力最大值发生在潜艇位于内波上方,垂向力和俯仰力矩最大值发生在潜艇处于内波波幅范围内。
硕士生郭恩锴做了题目为“潜艇近水面回转运动数值模拟与流场特性研究”的学术报告。以Joubert BB2潜艇模型和Marine 7371 R型螺旋桨为研究对象,提出了一种基于重叠网格法模拟X型尾舵潜艇近水面回转运动的CFD方法,对潜艇在不同速度、不同潜深工况条件下进行了定常回转模拟,报告总结了不同工况下潜艇回转性能的变化,并分析了自由液面和潜深对回转过程中流场特性、兴波特性和涡结构的规律性影响。
硕士生李亮做了题为“船舶靠泊过程碰撞载荷的数值模拟研究”的学术报告,报告基于有限元软件ANSYS中的AQWA和LS-DYNA模块,建立了在复杂的风浪流条件下,以船舶、护舷球和码头平台为一体的单向双模块化靠泊载荷的计算模型,文章中将船体和码头平台选用刚性材料开展计算,护舷球则分别选用线性材料和非线性材料开展数值模拟,通过与实验结果的对比,最终选用非线性材料Ogden 1st Order用于护舷球模拟,从而开展船舶在相应工况下碰撞的数值模拟研究,分别研究环境载荷角度、波高、流速和波速对靠泊平台所受最大碰撞载荷的影响,从而为船舶安全靠泊码头平台提供有益的指导意见。
硕士生杜烨鑫做了题为“船尾槽道前端线型对槽道内波浪抑制研究”的学术报告。报告介绍了使用开源计算流体力学软件OpenFOAM,对某型船尾开槽船的开放槽道式坞舱前部结构的几种改型进行数值模拟,对比分析其与原版的消波性能及流动差异。主要分析内容包括了对比各船型的阻力随时间变化曲线,确认阻力在数值上的增减以及在时间上的波动变化;对比了各船型的水线面图像,研究了各自水线面的特征及差异;对比了各船型槽道内的最大波高,分析不同改型的消波效果以及周期性波浪高度变化;对比了各船型槽道中线面上流场图像,探索槽道内流动的差异以及不同流动形式与波浪抑制的关联。研究结果表明,开槽船槽道形状对槽道内波浪产生有强关联,合适的形状能有效抑制波浪,同时改变阻力,这种现象是因为槽道内水流流动形式发生了改变,其中对槽道前端进行倒圆处理是目前波浪抑制中效果最好的构型。
硕士生曹可做了题为“基于CFD方法的半潜式平台系泊系统参数化研究”的学术报告。报告介绍了基于CFD方法,对某半潜式三立柱平台的系泊系统进行参数化研究,采用课题组自主开发的两相流CFD求解器naoe-FOAM-SJTU,对该平台在波浪中的运动响应进行模拟,对比分析了不同系泊点高度对浮式基础水动力性能及系泊张力响应的影响。研究结果表明,随着系泊点高度的不断降低,浮式平台六自由度运动幅值在增加,即稳定性下降,但平台的系泊张力减小,即更有利于结构的安全性,这对于从系泊参数出发进而改善浮式平台的水动力性能有一定的参考意义。
博士生李敏做了题为“不同运动自由度对浮式风机气动性能影响研究“的学术报告,报告以17MW浮式风机为研究对象,基于课题组自主开发求解器FEWT-SJTU数值对比分析了风浪条件下放开不同运动自由度对浮式风机气动性能的影响。分析结果表明:在风浪耦合条件下,浮式风机气动性能参数均呈现较为显著的周期性波动,变化周期与波浪周期几乎一致;由于纵荡自由度和纵摇自由度对风机叶片的气动载荷响应方式不同,单纵荡自由度条件与其他工况相比,气动功率和气动推力产生了明显的相位差;风机气动性能受纵摇运动影响严重,单纵摇条件下叶根切向弯矩幅值变化高达47.1%,为大型浮式风机的设计与开发提供了关键技术支撑。
硕士生聂浩男做了题为“带自由面的有限长串列双圆柱扰流CFD数值模拟”的学术报告,报告介绍了基于计算流体力学软件STAR-CCM+,利用分离涡模型和高分辨率界面捕捉方法对带自由面的有限长串列双圆柱绕流问题开展数值模拟,并对不同间隙比对流动带来的影响进行了重点分析。报告首先对带自由面的有限长单圆柱进行了分析,并与实验结果进行了对比验证。随后对串列双圆柱的升阻力系数、速度分布、尾涡结构进行了分析。通过对比串列双圆柱与单圆柱的计算结果总结了相应变化规律,为实际工程应用提供了参考。
博士生李一范做了题为“用MPS-DEM方法数值模拟物体入水沉降过程”的学术报告,报告介绍了基于CMHL自主开发的MPSDEM-SJTU求解器,采用MPS-DEM方法对方形和球形两种物体的入水沉降过程开展了数值模拟研究,发现引入DEM方法能有效避免MPS在模拟方形物体触底碰撞时出现的粒子穿透现象,同时对比分析了不同密度工况下球形颗粒的运动状态和及其流场信息。报告介绍了MPS-DEM的基本原理,并将数值结果与实验进行对比,验证了数值模型的精度和收敛性,为模拟更复杂的入水沉降以及接触碰撞问题奠定研究基础。
【 CMHL研究中心学生获优秀论文奖】
全国水动力学会议至今已经举办了三十五届,其中设立并每年颁发水动力学学生优秀论文奖,旨在鼓励水动力学学科的研究生在科学探索和科研交流方面做出的努力。本次会议闭幕式上进行了学生优秀论文奖颁奖,在万德成教授悉心指导,以及CMHL研究中心各位青年老师帮助和严格把关下,CMHL研究中心硕士生郭恩锴撰写的论文《潜艇近水面回转运动数值模拟与流场特性研究》和博士生李敏撰写的论文《不同运动自由度对浮式风机气动性能影响》,在本次会议论文中脱颖而出,荣获“2024年度全国水动力学研讨会学生优秀论文奖”。
在本次研讨会中,CMHL研究中心成员参会报告,向全国水动力学研究的专家学者们展示了CMHL研究中心的科研成果与精神风貌,并且认真听取各会场的会议报告内容,积极与报告人进行学术讨论与交流,广泛了解到目前的行业热点问题与科研动态,收获颇丰。
至此,第三十五届全国水动力学研讨会,经过两天丰富、充实的学术交流,在凉爽宜人的哈尔滨晚夏中圆满结束!